(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料の粒度分布を測定するために、粗粒物に付着した細粒物を分離させるための分離装置であって、
前記粗粒物と前記細粒物とを含む前記材料が投入される内部空間が形成された箱状の分離処理部と、
前記分離処理部を振動させる振動発生装置と、を備え、
前記分離処理部の内部空間は密閉されており、
前記分離処理部の内面のうち、振動方向に対向する二つの面の少なくとも一方には、複数の突起部が設けられていることを特徴とする分離装置。
【請求項２】
前記分離処理部の内面には、前記分離処理部が振動したときに、前記内部空間で揺動する線状部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粗粒物に付着した細粒物を分離するための分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダム等の建設においてコンクリートを製造する工程では、バッチャープラントやＣＳＧ（Cemented Sand and Gravel）混合プラントなどが用いられている。
これらのプラントでは、コンクリートの品質管理上、材料の粒度分布を把握する必要がある。そこで、搬送ライン上を移動する材料を撮影し、その撮影結果に基づいて材料の粒度分布を測定することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−０８３８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
土砂などの材料は含水量が大きいと、粗粒物に複数の細粒物が付着して団子状に固まった状態となる。したがって、材料の撮影結果に基づいて粒度分布を測定する場合には、材料を撮影する前に、粗粒物から細粒物を分離させる必要がある。
【０００５】
粗粒物から細粒物を分離させるために、材料をミキサー内で撹拌しても、ミキサー内面に衝突したときの衝撃が小さいため、粗粒物から細粒物を分離させることができない。
また、土砂の破砕装置を用いて粗粒物から細粒物を削ぎ落とした場合には、粗粒物が損傷するという問題がある。
また、細粒物の粘着力を低下させるために、材料に温風を吹き付けて乾燥させると、粗粒物から細粒物が分離したとしても、材料の品質が変化するという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記した問題を解決し、材料に温風を吹き付けなくても、粗粒物から細粒物を分離させることができる分離装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、材料の粒度分布を測定するために、粗粒物に付着した細粒物を分離させるための分離装置であって、前記粗粒物と前記細粒物とを含む前記材料が投入される内部空間が形成された箱状の分離処理部と、前記分離処理部を振動させる振動発生装置と、を備え、前記分離処理部の内部空間は密閉されており、前記分離処理部の内面のうち、振動方向に対向する二つの面の少なくとも一方には、複数の突起部が設けられている。
【０００８】
この構成では、分離処理部が振動すると、分離処理部内の材料に対して振動方向に加速度が付与され、材料が分離処理部の内面に衝突する。このとき、分離処理部の振幅や振動周期を調整することで、粗粒物から細粒物が分離するのに適した衝撃を材料に与えることができる。
また、分離処理部の内面に設けられた突起部が、粗粒物の窪んだ部位に付着した細粒物に突き当たることで、粗粒物の窪んだ部位から細粒物を分離させることができる。
したがって、分離装置では、材料の品質を保ちつつ、粗粒物から細粒物を確実に分離させることができる。
【０００９】
前記した分離装置において、前記分離処理部の内面には、前記分離処理部が振動したときに、前記内部空間で揺動する線状部材を取り付けてもよい。
この構成では、粗粒物から細粒物が分離されたときに、複数の細粒物が塊になっている場合には、揺動する線状部材に塊状の細粒物が衝突することで、塊状の細粒物に大きな衝撃が与えられるため、塊状の細粒物を個々に分離させることができる。
なお、線状部材としては、例えば、鎖やワイヤなどを用いることができる。また、線状部材は、分離処理部が振動したときに、内部空間で大きく揺動するように、質量が大きいものが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の分離装置では、粗粒物から細粒物を分離させるのに適した衝撃を材料に与えるとともに、粗粒物の窪んだ部位に突起部が突き当たるため、材料に温風を吹き付けなくても、粗粒物から細粒物を確実に分離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態の分離装置を示した後方から見た断面図である。
【図２】本実施形態の分離装置を示した図で、図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本実施形態の振動発生装置を示した平面図である。
【図４】本実施形態の分離装置を示した図で、（ａ）は収容部の平面図、（ｂ）は蓋部材を下から見た図である。
【図５】本実施形態の分離処理部を振動させたときの態様を示した図である。
【図６】本実施形態の分離処理部内を示した図で、（ａ）は粗粒物から細粒物が分離する態様を示した図、（ｂ）は塊状の細粒物が個々に分離する態様を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、コンクリートの製造工程において、搬送ラインを流れる材料の撮影結果に基づいて粒度分布を測定するために、粗粒物に付着した細粒物を、粗粒物から分離させるための分離装置について説明する。
【００１３】
分離装置１は、図１に示すように、内部空間１２が形成された箱状の分離処理部１０と、分離処理部１０を振動させる振動発生装置２０と、振動発生装置２０を支持しているベース部材３０と、を備えている。
なお、以下の説明における前後左右方向とは、分離装置１の各部を分かり易く説明するために、便宜上設定したものであり、分離装置１の構成を限定するものではない。
【００１４】
分離処理部１０は、上面が開口している収容部１１と、収容部１１の開口部を閉塞している平板状の蓋部材１３と、を備えている。この分離処理部１０は、材料が投入される部位であり、後記する振動発生装置２０によって振動するように構成されている。
【００１５】
収容部１１は、底面１１ａと、底面１１ａの前後左右の縁部に立ち上げられた側面１１ｂと、を備えている。底面１１ａには複数の突起部１４が突設されている。
突起部１４は、円形断面の棒状の部材であり、先端部が円錐状に尖った形状となっている。図４（ａ）に示すように、各突起部１４は前後左右に互い違い（千鳥状）に並設されている。
【００１６】
内部空間１２は、左右方向に幅広な直方体状の空間である。この内部空間１２には、三本の線状部材１５が前後方向に間隔を空けて並設されている。線状部材１５は、金属製の鎖である。図１に示すように、線状部材１５の左右両端部は、突起部１４よりも上方の位置で、収容部１１の左右の側面１１ｂ，１１ｂに取り付けられている。また、線状部材１５は、底面１１ａ上に弛んで載置されるように長さが設定されている。
【００１７】
蓋部材１３は、収容部１１の開口部を閉塞する長方形の平板である。本実施形態の蓋部材１３は、ボルトなどの結合部材によって、収容部１１の上端開口縁１１ｃに着脱自在となっている。なお、蓋部材１３を蝶番等を用いて収容部１１に対して開閉自在に取り付けてもよい。
【００１８】
図４（ｂ）に示すように、蓋部材１３の下面１３ａには、収容部１１の突起部１４と同様に、複数の突起部１６が前後左右に互い違い（千鳥状）に並設されている。
【００１９】
ベース部材３０は、図１に示すように、床面（図示せず）に載置される基台であり、上面３０ａには振動発生装置２０が取り付けられている。
【００２０】
振動発生装置２０は、図３に示すように、モータ２１と、左右の回転駆動部２２，２３と、モータ２１の動力を各回転駆動部２２，２３に伝達するローラチェーン２４，２５と、を備えている。
モータ２１は、ベース部材３０の上面３０ａの左右中央前側に取り付けられている。モータ２１の出力軸２１ａは、後方に向けて突出しており、出力軸２１ａの先端部には駆動ギヤ２１ｂが取り付けられている。
【００２１】
左側の回転駆動部２２は、ベース部材３０の上面３０ａの左側の部位に取り付けられている。この左側の回転駆動部２２は、図２に示すように、上面３０ａの前後両縁部に立設された軸受部２２ａ，２２ａと、前後の軸受部２２ａ，２２ａに回転自在に支持された回転軸２２ｂと、回転軸２２ｂに設けられた前後の従動ギヤ２２ｃ，２２ｃと、回転軸２２ｂの両端部に取り付けられた回転板２２ｅ，２２ｅと、下端部が回転板２２ｅに取り付けられ、上端部が収容部１１の下面１１ｄに取り付けられた前後の連結部材２２ｆ，２２ｆと、を備えている。
【００２２】
回転軸２２ｂは、軸方向が前後に配置され、前部および後部が各軸受部２２ａ，２２ａに回転自在に支持されている。また、回転軸２２ｂの前後両端部は、各軸受部２２ａ，２２ａから前方または後方に突出している。
【００２３】
前後の従動ギヤ２２ｃ，２２ｃは、図３に示すように、各軸受部２２ａ，２２ａの間で、回転軸２２ｂに同心に設けられている。
従動ギヤ２２ｃ，２２ｃは、前後に間隔を空けて配置されている。前側の従動ギヤ２２ｃと駆動ギヤ２１ｂとには、環状のローラチェーン２４が掛け回されている。そして、駆動ギヤ２１ｂの回転力が、ローラチェーン２４を介して、前側の従動ギヤ２２ｃに伝達され、回転軸２２ｂが回転するように構成されている。
【００２４】
前後の回転板２２ｅ，２２ｅは、図２に示すように、回転軸２２ｂの両端部に同心に取り付けられた円板である。図１に示すように、回転板２２ｅには、回転中心から偏心した位置に複数の連結孔２２ｇが形成されている。本実施形態では、偏心量が異なる四つの連結孔２２ｇが形成されている。
【００２５】
連結部材２２ｆは、軸方向が上下に配置された板状の部材である。連結部材２２ｆの下端部は、回転板２２ｅの連結孔２２ｇに回動自在にピンジョイントされている。なお、図１に示された連結部材２２ｆの下端部は、回転板２２ｅの回転中心から最も外側、すなわち、回転中心に対して最も偏心量が大きい連結孔２２ｇに連結されている。
【００２６】
連結部材２２ｆの上端部は、収容部１１の下面１１ｄに固着されている。図２に示すように、前後の連結部材２２ｆ，２２ｆの上端部は、収容部１１の下面１１ｄにおいて左側の部位（図３参照）の前後に取り付けられている。
【００２７】
右側の回転駆動部２３は、図３に示すように、ベース部材３０の上面３０ａの右側の部位に取り付けられている。右側の回転駆動部２３は、左側の回転駆動部２２と略同様の構成であり、前後の軸受部２３ａ，２３ａと、回転軸２３ｂと、従動ギヤ２３ｃと、前後の回転板２３ｅ，２３ｅと、前後の連結部材２３ｆ，２３ｆと、を備えている。右側の回転駆動部２３の各連結部材２３ｆ，２３ｆは、収容部１１の下面１１ｄにおいて右側の部位の前後に固着されている。
【００２８】
右側の回転駆動部２３では、回転軸２３ｂに一つの従動ギヤ２３ｃが設けられている。この従動ギヤ２３ｃと、左側の回転駆動部２２の後側の従動ギヤ２２ｃとには、環状のローラチェーン２５が掛け回されている。そして、左側の回転駆動部２２の回転軸２２ｂの回転力が、ローラチェーン２５を介して、右側の回転駆動部２３の従動ギヤ２３ｃに伝達され、回転軸２３ｂが回転するように構成されている。
【００２９】
また、図１に示すように、右側の回転駆動部２３の回転板２３ｅに形成された各連結孔２３ｇは、左側の回転駆動部２２の各連結孔２３ｇと同位相に配置されている。また、右側の回転駆動部２３の連結部材２３ｆは、左側の回転駆動部２２の連結部材２２ｆが連結された連結孔２２ｇと同位相（図１では回転中心から最も外側）の連結孔２３ｇに連結されている。
【００３０】
このように構成された振動発生装置２０では、図３に示す出力軸２１ａの回転力が左右の回転軸２２ｂ，２３ｂに伝達され、図５に示すように、各回転板２２ｅ，２３ｅが回転すると、各連結部材２２ｆ，２３ｆは、軸方向が上下に向いた状態を保ちながら、各回転板２２ｅ，２３ｅの回転中心回りに旋回移動する。
そして、各連結部材２２ｆ，２３ｆとともに、分離処理部１０も旋回移動移する。このとき、回転軸２２ｂ，２３ｂの軸方向に平行な左右の面を設定し、その左右の面に分離処理部１０の移動軌跡を投影した場合には、分離処理部１０は上下に往復動して振動していることになる。
本実施形態のように、分離処理部１０が旋回移動する場合における特許請求の範囲の「振動方向」とは、前記したように、分離処理部１０が旋回移動するときの回転軸方向に平行な面を設定し、その面に分離処理部１０の移動軌跡を投影したときの振動方向である。
【００３１】
なお、連結部材２２ｆ，２３ｆと回転板２２ｅ，２３ｅとの連結位置を変更することで、分離処理部１０の振幅（旋回半径）および振動周期（回転速度）を調整することができる。具体的には、連結部材２２ｆ，２３ｆの下端部を最も外側の連結孔２２ｇ，２３ｇに連結した場合には、分離処理部１０の振幅および振動周期が大きくなる。一方、連結部材２２ｆ，２３ｆの下端部を最も内側の連結孔２２ｇ，２３ｇに連結した場合には、分離処理部１０の振幅および振動周期が小さくなる。
【００３２】
次に、粗粒物に付着した細粒物を、前記した分離装置１を用いて分離させる手順について説明する。なお、粗粒物の表面には複数の細粒物が塊状に付着している。
まず、図１に示す収容部１１の上部開口縁１１ｃから蓋部材１３を取り外して、粗粒物および細粒物を含む材料（図示せず）を内部空間１２に投入する。その後、収容部１１の上部開口縁１１ｃに蓋部材１３を取り付けて内部空間１２を密閉する。
【００３３】
モータ２１を駆動させて分離処理部１０を振動させると、図６（ａ）に示すように、材料１００に対して振動方向に加速度が付与される。また、分離処理部１０が振動すると、線状部材１５は内部空間１２で大きく揺動する。
【００３４】
加速度が付与された材料１００は、内部空間１２で上下に大きく移動し、蓋部材１３の下面１３ａまたは収容部１１の底面１１ａに衝突する。そして、材料１００が下面１３ａまたは底面１１ａに衝突したときの衝撃によって、粗粒物１１０から塊状の細粒物１２０が分離される。
また、突起部１４，１６が粗粒物１１０の窪んだ部位に付着した細粒物１２０に突き当たることで、窪んだ部位の細粒物１２０も分離される。
【００３５】
なお、粗粒物１１０から分離した塊状の細粒物１２０は、粗粒物１１０に比べて質量が小さい。したがって、材料１００に与えた加速度で塊状の細粒物１２０が下面１３ａや底面１１ａに衝突しても、その衝撃が小さいため、塊状の細粒物１２０は個々に分離されないことがある。
本実施形態の分離装置１では、図６（ｂ）に示すように、塊状の細粒物１２０が内部空間１２で揺動する線状部材１５に衝突することで、塊状の細粒物１２０には下面１３ａまたは底面１１ａに衝突したときよりも大きい衝撃が与えられるため、塊状の細粒物１２０が個々に分離される。
【００３６】
このようにして、粗粒物１１０から細粒物１２０を分離させた後に、図１に示す収容部１１の上端開口縁１１ｃから蓋部材１３を取り外して、処理後の材料を内部空間１２から取り出して、粒度分布の測定工程に搬出する。
なお、材料の分離処理中に、分離処理部１０の振動を適宜に停止して、粗粒物と細粒物の分離状態を確認し、粗粒物から細粒物が分離するのに適した衝撃が材料に与えられるように、分離処理部１０の振幅および振動周期を調整することが望ましい。
【００３７】
以上のような分離装置１では、図６（ａ）に示すように、分離処理部１０の振幅や振動周期を調整することで、粗粒物１１０から細粒物１２０が分離するのに適した衝撃を材料１００に与えることができる。
また、分離処理部１０の内面に設けられた突起部１４，１６が、粗粒物１１０の窪んだ部位に付着した細粒物１２０に突き当たることで、粗粒物１１０の窪んだ部位から細粒物１２０を分離させることができる。
したがって、分離装置１では、材料１００に温風を吹き付けることなく、粗粒物１１０から細粒物１２０を確実に分離させることができる。
【００３８】
また、分離装置１では、図６（ｂ）に示すように、内部空間１２で揺動する線状部材１５に塊状の細粒物１２０が衝突することで、塊状の細粒物１２０に大きな衝撃が与えられるため、塊状の細粒物１２０を個々に分離させることができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更が可能である。
本実施形態の振動発生装置２０は、図５に示すように、回転板２２ｅ，２３ｅを回転させることで、分離処理部１０に振動を発生させているが、振動発生装置の構成は限定されるものではなく、例えば、上下方向に伸縮するシリンダによって分離処理部１０を振動させることもできる。
【００４０】
また、本実施形態の線状部材１５は、図３に示すように、金属製の鎖であるが、線状部材の構成は限定されるものではなく、例えば、ワイヤを用いることができる。この場合には、線状部材を内部空間１２で大きく揺動させるために、ワイヤに錘を取り付けて質量を大きくすることが望ましい。
【００４１】
また、本実施形態では、図１に示すように、分離処理部１０の内面のうち、上面（蓋部材１３の下面１３ａ）および下面（収容部１１の底面１１ａ）に突起部１４，１６を設けているが、分離収容部１０の振動方向に対向する二つの面の一方のみに突起部を設けてもよい。
さらに、突起部は、分離処理部１０の内面のうち、振動方向に対向する二つの面に設けられていればよい。例えば、本実施形態では、分離処理部１０の旋回移動の回転軸方向に平行な上下の面を設定し、その上下の面に分離処理部１０の移動軌跡を投影すると、分離処理部１０は左右に往復動して振動していることになる。したがって、本実施形態では、左右の側面１１ｂ，１１ｂに突起部を設けても同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１      分離装置
１０    分離処理部
１１    収容部
１１ａ  底面
１２    内部空間
１３    蓋部材
１３ａ  下面
１４    突起部（収容部）
１５    線状部材
１６    突起部（蓋部材）
２０    振動発生装置
３０    ベース部材
１００  材料
１１０  粗粒物
１２０  細粒物
【図１】
0005480836.tif 000002
【図２】
0005480836.tif 000003
【図３】
0005480836.tif 000004
【図４】
0005480836.tif 000005
【図５】
0005480836.tif 000006
【図６】
0005480836.tif 000007